Вода для промышленного применения (3). Снижение на твердость

смотреть статью в виде pdf

Среди многих применений воды в производственных целях стоит обсудить требования, предъявляемые к воде для агропродовольственной промышленности. В большинстве случаев его качество должно соответствовать требованиям, установленным для воды, предназначенной для потребления человеком, указанным в действующем правовом акте [1,2], тогда как общее внимание уделяется бактериологическому статусу воды. Однако отдельные отрасли предъявляют дополнительные требования, связанные со спецификой текущих технологических процессов. А так - вода для пивоварения должна дополнительно характеризоваться низким содержанием ионов магния, нитратов и хлоридов [3]. Снижение твердости магния может быть достигнуто с помощью модификации ранее описанного способа размягчения гидроксидом натрия, так называемого. известково-содовый метод, который при определенных стехиометрических условиях позволяет осаждать нерастворимый гидроксид магния из воды по реакции [4]:

Mg (HCO 3) 2 + 4 NaOH → Mg (OH) 2 ↓ + 2 Na 2 CO 3 + H 2 O.

В индустрии переработки фруктов и овощей вода не может быть слишком жесткой, поскольку высокая жесткость влияет на цвет фруктов и овощей. В жесткой воде также более сложные технологические процессы, в том числе приготовление пищи [3]. Описанные способы размягчения известью и / или известью и гидроксидом натрия находятся здесь.

В случае молочной промышленности используемая вода подвергается различным методам обработки, позволяющим удалять ионы железа, магния и меди, присутствие которых положительно (катализирует) процесс окисления, то есть прогорклость жира и присутствие железа может вызвать появление ржавых пятен на готовых продуктах. В свою очередь, соли магния вызывают горький, неприятный вкус [3]. Для этой цели описанные выше методы используются для удаления железа и снижения магниевой твердости, а в случае чрезмерной концентрации ионов меди - сорбционными методами.

Вода средней жесткости обычно используется в пекарне, потому что она содержит соли кальция, которые оказывают благотворное влияние на эластичность глютена в тесте. Другие характеристики должны характеризоваться водой, используемой в кондитерской промышленности. Это должна быть мягкая вода с низким содержанием неорганических солей. Наличие таких соединений усугубляет качество и аромат готовых изделий, в том числе из-за сложной кристаллизации сахара [3].

В прачечной самые строгие требования касаются содержания железа, марганца и жесткости воды, что связано с соблюдением стандартов поседения и пожелтения стираемых тканей и расходом моющих средств. Водоочистные сооружения на основе процессов ионного обмена устанавливаются в прачечных, снабженных водопроводной водой.

Крупными получателями сложных и технически совершенных очистных сооружений являются больницы, лаборатории и фармацевтические заводы. Этим предприятиям нужна вода особенно высоких параметров для снабжения автоклавов, дистилляторов, ультразвуковых устройств, тестов, лабораторных моечных машин, бассейнов, стоматологического оборудования, фармацевтического производства, станций диализа и многих других применений. В большинстве случаев в этих установках постепенно применяется ряд единичных процессов, постепенно обрабатывающих воду до уровня, указанного в стандартах Ассоциации по добавлению медицинских инструментов (AAMI) и Европейской и Польской фармакопеи [5]. Предполагая, что эти установки снабжаются водопроводной водой, которая отвечает условиям, необходимым для воды, предназначенной для потребления человеком [1,2], процесс очистки состоит из: дезинфекции, умягчения на ионообменниках, сорбции на активированном угле и техники обратного осмоса.

Для отопления ...
Вода, обозначенная как вода для целей котла, имеет различные требования к качеству, в зависимости от ее типа: это может быть вода из котла, содержащаяся в котлах, в которых она подвергается испарению, кипящая вода для котлов, а также дополнительная вода, предназначенная для покрытия потерь в круговороте воды -parowym. В пароводяном цикле также присутствует конденсат, то есть конденсат пара, использованного ранее в котле, и дистиллят, то есть конденсат пара, образующийся в испарителях. Котельная вода, питающая котлы и дополнительная вода, должна соответствовать требованиям, установленным производителями котлов. Эти требования зависят от конструкции котла и увеличиваются при увеличении давления [6]. Процесс обработки должен обеспечивать воду, которая не вызовет образования накипи и коррозии оборудования и не будет пениться. Это означает удаление карбонатов, силикатов, взвешенных веществ и масел, а также органических соединений, высокой солености и чрезмерной щелочности с целью предотвращения образования накипи и пенообразования в котловой воде, лишения воды углекислого газа, кислорода и избыточного количества хлоридов, сульфатов и нитраты, чтобы уменьшить его коррозионную активность.

В начале технологической системы имеются устройства для смазывания конденсата, составляющего часть питательной воды; Здесь чаще всего используется сорбция на активированном угле или коагуляция с последующей фильтрацией. Следующим и наиболее важным технологическим процессом является умягчение воды, обычно осуществляемое с помощью ранее описанных способов осаждения известью, гидроксидом натрия или в известково-содовой системе. Альтернативой размягчению методами осаждения является ионный обмен. Дальнейшая стадия очистки - в зависимости от требований, предъявляемых производителями котлов к воде, - опреснение или деминерализация воды, осуществляемая ионным обменом или обратным осмосом [6]. Если в питательной воде присутствуют даже небольшие количества ионов кальция и магния, необходимо дезактивировать воду, что может быть выполнено сорбционными методами или ионным обменом на анионообменах. Завершающим этапом очистки питательной воды котла является удаление растворенных в воде газов, особенно кислорода и углекислого газа. Для этой цели используются физические методы (например, термическая дегазация с использованием явления уменьшения растворимости газов при повышении температуры воды) или химические (раскисление при помощи сильных восстановителей: сульфит натрия Na2SO3 или гидразин N2H4, избыток которого также используется для удаления диоксида углерода ).

... и для охлаждения
Наконец, я хотел бы познакомить читателя с проблемой охлаждения воды, которую я подробно описал в «Магазине Инсталлятора» 6/2012 [7].

Вода, предназначенная для охлаждения, должна отвечать двум основным условиям:

* позволяют выделять нужное количество тепла,
* не представляют угрозы для системы охлаждения.

Количество рассеиваемого тепла - и, следовательно, количество потребляемой охлаждающей воды - определяет ее температуру. Расход воды обратно пропорционален разности температур воды, входящей и выходящей из системы охлаждения. Это описывается следующим соотношением [6]:

W = Q / (C * DT) кг / ч),

в котором:

W = расход охлаждающей воды,
Q = количество рассеянного тепла (Дж / ч),
C = удельная теплоемкость воды (Дж / К кг),
ΔT = разница температуры воды.

Другим фактором, определяющим количество потребляемой воды, является тип охлаждающего контура. Наиболее водопотребляющими являются открытые циклы, в которых вода используется один раз; в менее поглощающих воду замкнутых контурах, после нагрева в холодильной системе, вода охлаждается и возвращается в систему, а потери в результате испарения дополняются дополнительной водой.

Угрозы для системы охлаждения, которые могут представлять собой охлаждающую воду, могут быть двух типов: образование отложений и коррозия.

Угрозы, возникающие из-за тенденции воды осаждать карбонат кальция, могут быть значительно уменьшены путем преобразования карбонатной жесткости в некарбонатную. Это достигается с помощью так называемого кислотная вакцинация, заключающаяся в дозировании в воду соответствующего количества сильной минеральной кислоты, обычно соляной кислоты или (реже) серной кислоты. Преобразование жесткости карбоната кальция в некарбонат иллюстрируется уравнением:

Ca (HCO 3) 2 + 2 HCl → CaCl 2 + 2 CO 2 + 2H 2 O.

Образование отложений также можно предотвратить путем применения методов умягчения воды, описанных выше.

Коррозионная активность бетона может быть снижена путем поддержания pH воды на уровне не ниже 8,5. Коррекция PH до уровня 8,0-8,5 также предотвращает коррозию меди. Высокий pH воды также предотвращает коррозию цинка, особенно в случае низкой щелочности воды, которая способствует коррозии этого металла; в таких случаях pH должен быть повышен как минимум до 8,5. В свою очередь, коррозия железа может быть уменьшена путем поддержания pH воды в диапазоне 6,8-7,3, жесткости и щелочности на уровне не ниже 40 мг / л (в расчете на CaCO3) и перенасыщения карбонатом кальция в пределах 4-10 мг /. л. Кроме того, рекомендуются ингибиторы коррозии (полифосфаты, силикаты).

д-р Славомир Белозор

Литература:

1. Постановление министра здравоохранения от 29 марта 2007 года о качестве воды, предназначенной для потребления человеком (Законодательный вестник 07.61.417 от 6 апреля 2007 года).

2. Постановление министра здравоохранения о внесении изменений в постановление о качестве воды, предназначенной для потребления человеком (Законодательный вестник 10.72.466).

3. И. Шамрей, Вода в пищевой промышленности . В: " Agro Przemysł" 6 (2011).

4. Водоподготовка. Химические и биологические процессы. Коллективная работа под редакцией Я. Навроцкого и С. Белозора. Издание Naukowe PWN, Варшава - Познань 2000.

5. А. Прусс., Я. Войцеховский, М. Марциниак, Р. Качмарек, Обработка водопроводной воды для нужд диализа, Матем. X Международная конференция «Водоснабжение, качество и охрана воды», Познань, (2012), 459.

6. AL Kowal, M. Świderska-Bróż, Очистка воды, Wyd. Naukowe PWN, Варшава - Вроцлав, 1997.

7. С. Белозор, Что стоит знать о требованиях к воде, предназначенной для охлаждающих целей , «Magazyn Instalatora» 6/2012.

Похожие